新型碳基吸附材料的环境行为与应用

图书标准信息

• 作者 张迪 著
• 出版社 科学出版社
• 出版时间 2020-10
• 版次 1
• ISBN 9787030605610
• 定价 189.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 316页

【内容简介】

《新型碳基吸附材料的环境行为与应用》系统介绍以碳基纳米材料、生物炭、有机-无机复合材料等为代表的一系列新型碳基吸附材料的环境行为与应用，重点讨论这些材料对有机污染物的吸附性能，并对吸附机制进行深层次的分析；对碳基纳米材料的分散性能及分散机制进行探讨，并对分散后的碳基纳米材料吸附特征的改变进行详细论述，采用多种技术手段，系统描述吸附材料的特性，重点介绍环境条件（pH、离子强度、共存污染物）、污染物性质、吸附材料特性等因素对分散和吸附能力的影响。《新型碳基吸附材料的环境行为与应用》既对传统吸附理论，如线性吸附、非线性吸附、竞争吸附、等温线吸附等进行了有益补充，也创新性地提出了补充吸附、吸附形态贡献、刚性分散理论等一系列新理论和新视角。

【目录】

目录 

第1章 碳基吸附材料及理论简介 1 

1.1 碳基吸附材料简介 1 

1.1.1 碳基纳米材料 2 

1.1.2 生物炭 11 

1.1.3 活性炭 15 

1.1.4 有机-无机复合体 20 

1.2 吸附基本理论 23 

1.2.1 线性与非线性吸附 24 

1.2.2 竞争吸附 28 

1.2.3 吸附-解吸滞后 31 

1.2.4 吸附等温线拟合模型 33 

1.2.5 吸附动力学拟合模型 36 

参考文献 41 

第2章 有机污染物与碳基纳米颗粒的相互作用 47 

2.1 引言 47 

2.2 碳基纳米颗粒表面性质和结构 47 

2.2.1 表面性质 47 

2.2.2 结构 49 

2.3 污染物结构和性质对其在碳基纳米颗粒上吸附的影响 50 

2.3.1 分子尺寸及结构 50 

2.3.2 有机污染物分子官能团的影响 51 

2.3.3 污染物与碳纳米颗粒之间的作用机制 52 

2.4 环境因素对污染物在碳基纳米颗粒上吸附的影响 53 

2.4.1 酸碱度 54 

2.4.2 水-有机助溶剂 55 

2.4.3 金属离子 55 

2.4.4 溶解性有机质与表面活性剂 55 

2.5 展望 56 

参考文献 57 

第3章 复杂有机质混合体系中纳米碳管的环境行为 62 

3.1 引言 62 

3.2 CNT在有机分子体系中的分散特征 63 

3.2.1 CNT在一元有机分子体系中的分散特征 63 

3.2.2 CNT在二元有机分子混合体系中的分散特征 65 

3.3 NOM对CNT环境行为的影响 67 

3.3.1 NOM对CNT分散特性的影响 67 

3.3.2 NOM对CNT吸附污染物特性的影响 69 

3.3.3 CNT在液相环境中表面积的定量 71 

3.4 展望 72 

参考文献 73 

第4章 环境污染物的不同形态对其在纳米碳管上表观总体吸附的贡献 78 

4.1 引言 78 

4.2 研究方法 79 

4.2.1 实验材料 79 

4.2.2 批量吸附实验 79 

4.2.3 SMX和BPA的测定 80 

4.2.4 数据分析 81 

4.3 纳米碳管的表征 81 

4.4 吸附等温线及吸附机制 82 

4.4.1 不同pH下SMX的吸附等温线 82 

4.4.2 SMX在CNT上的吸附机制 86 

4.5 污染物的不同形态对表观总体吸附的贡献 90 

4.5.1 不同pH下SMX与BPA的竞争吸附 91 

4.5.2 吸附SMX后CNT的XPS表征 95 

4.6 环境意义与展望 95 

参考文献 96 

第5章 环境共存污染物在碳基材料上的竞争吸附与补充吸附 98 

5.1 引言 98 

5.2 研究方法 100 

5.2.1 实验材料 100 

5.2.2 批量吸附实验 101 

5.2.3 SMX和BPA的测定 102 

5.2.4 数据分析 102 

5.3 碳基材料的表征 104 

5.4 氧氟沙星、双酚A、萘酚和磺胺甲 唑在碳基材料上的吸附特征 104 

5.4.1 氧氟沙星、萘酚、双酚A在活性炭、石墨和胡敏酸上的吸附特征 104 

5.4.2 pH对磺胺甲 唑和双酚A在纳米碳管上吸附特征的影响 108 

5.5 污染物共存体系中的吸附行为特征 110 

5.5.1 氧氟沙星、萘酚、双酚A共存体系中的竞争吸附与补充吸附 110 

5.5.2 磺胺甲 唑和双酚A在不同pH下的竞争吸附与补充吸附 114 

5.6 污染物共存体系中的吸附位点分布及位点能量分布 115 

5.6.1 氧氟沙星、萘酚、双酚A共存体系中的吸附位点能量分布 115 

5.6.2 磺胺甲 唑和双酚A在纳米碳管上的吸附位点分布及位点能量分布 118 

5.7 结论与展望 121 

参考文献 122 

第6章 有机-无机共存污染物在碳基材料上的吸附行为 126 

6.1 引言 126 

6.2 研究方法 127 

6.2.1 实验材料 127 

6.2.2 批量吸附实验 127 

6.2.3 磷酸根的测定 127 

6.2.4 数据分析 127 

6.3 物质性质及表征 128 

6.3.1 多壁纳米碳管的性质表征 128 

6.3.2 H3PO4和SMX的形态分布 129 

6.4 纳米碳管对磷酸盐的吸附 129 

6.5 磺胺甲 唑对纳米碳管吸附磷酸盐的影响 131 

6.6 结论与展望 133 

参考文献 133 

第7章 阴阳离子对污染物在纳米碳管上吸附的影响 135 

7.1 引言 135 

7.2 研究方法 136 

7.2.1 实验材料 136 

7.2.2 批量吸附实验 136 

7.2.3 SMX和磷酸盐的测定 137 

7.3 金属阳离子对磺胺甲 唑在纳米碳管上吸附的影响 137 

7.3.1 CNT表征 137 

7.3.2 金属离子影响SMX吸附 138 

7.4 磷酸根阴离子对磺胺甲 唑在纳米碳管上吸附的影响 141 

7.4.1 CNT上磷酸盐的吸附机制 141 

7.4.2 磷酸盐影响SMX的吸附 142 

7.5 结论与展望 144 

参考文献 145 

第8章 污染物在纳米碳管上的吸附热力学特征 147 

8.1 引言 147 

8.2 研究方法 148 

8.2.1 吸附剂和吸附物 148 

8.2.2 XPS表征和元素分析 148 

8.2.3 吸附实验 149 

8.2.4 DEP的量化 149 

8.2.5 数据分析 149 

8.3 温度和pH对邻苯二甲酸二乙酯在纳米碳管上吸附的影响 151 

8.3.1 CNT的表征 151 

8.3.2 不同温度与pH下DEP的吸附 152 

8.4 吸附热力学和吸附位点能量分布特征 158 

8.5 结论与展望 161 

参考文献 161 

第9章 离子型污染物在碳基材料上的吸附特征与pH控制的辛醇-水分配系数的关联 164 

9.1 引言 164 

9.2 研究方法 166 

9.2.1 实验材料 166 

9.2.2 批量吸附实验 166 

9.2.3 吸附质的定量 167 

9.2.4 BA、2-CBA和4-CBA受pH控制的KOW 167 

9.2.5 数据分析 167 

9.3 石墨烯和氧化石墨烯的性质表征 168 

9.4 pH对离子型污染物在碳基材料上吸附特征的影响 169 

9.5 离子型污染物的吸附特征与pH控制的辛醇-水分配系数的关联 174 

9.6 不同形态污染物的吸附系数 178 

9.7 结论与展望 179 

参考文献 179 

第10章 天然有机质模型化合物分子结构对其在纳米碳管上的吸附和悬浮能力的影响 182 

10.1 引言 182 

10.2 研究方法 183 

10.2.1 实验材料 183 

10.2.2 实验方法 184 

10.2.3 数据分析 185 

10.3 纳米碳管和模型化合物的性质表征 186 

10.4 天然有机质模型化合物分子结构对其在CNT上吸附的影响 187 

10.4.1 吸附等温线 187 

10.4.2 吸附机制 191 

10.5 天然有机质模型化合物分子结构对CNT悬浮能力的影响 192 

10.6 结论与展望 195 

参考文献 196 

第11章 天然有机质体系中纳米碳管的分散特征 198 

11.1 引言 198 

11.2 研究方法 199 

11.2.1 实验材料 199 

11.2.2 溶解态胡敏酸(disHA)的制备及化学处理 199 

11.2.3 disHA的吸附作用和MWCNT的分散 201 

11.2.4 disHA和MWCNT检测 201 

11.2.5 MWCNT的ζ电位和尺寸分布分析 201 

11.2.6 透射电镜和热重分析 202 

11.2.7 数据分析 202 

11.3 天然有机质和纳米碳管的性质表征 202 

11.4 天然有机质在纳米碳管上的吸附特征 206 

11.4.1 天然有机质在纳米碳管上的吸附等温线 206 

11.4.2 天然有机质在纳米碳管上的累积吸附行为 210 

11.5 纳米碳管在天然有机质体系中的分散行为 211 

11.5.1 天然有机质化学结构对纳米碳管分散的影响 211 

11.5.2 天然有机质体系中纳米碳管的分级分散行为 216 

11.6 纳米碳管的透射电镜和热重分析 217 

11.7 结论与展望 219 

参考文献 219 

第12章 溶剂环境对纳米碳管分散特征的影响 222 

12.1 引言 222 

12.2 研究方法 223 

12.2.1 试剂与仪器 223 

12.2.2 实验过程 223 

12.2.3 数据分析 224 

12.3 分散剂在纳米碳管上的吸附 225 

12.4 分散剂对纳米碳管的分散 227 

12.5 纳米碳管及聚合物形貌分析 228 

12.6 结论与展望 230 

参考文献 230 

第13章 悬浮态纳米碳管对有机污染物的吸附特征 233 

13.1 引言 233 

13.2 研究方法 234 

13.2.1 实验材料 234 

13.2.2 DOM的制备 234 

13.2.3 吸附作用对纳米碳管悬浮和聚合的贡献 235 

13.2.4 SMX、DHA和CNT浓度的测定 236 

13.2.5 悬浮纳米碳管和聚合纳米碳管液相中1H核磁共振弛豫时间的测定及比表面积的比较 236 

13.3 悬浮态纳米碳管与聚合态纳米碳管对磺胺甲 唑的吸附比较 237 

13.4 天然有机质浓度对悬浮态纳米碳管与聚合态纳米碳管吸附磺胺甲唑的影响 244 

13.5 悬浮态纳米碳管液相比表面积的测定 245 

参考文献 249 

第14章 分散剂结构性质对纳米碳管悬浮及有机污染物吸附的影响 251 

14.1 引言 251 

14.2 研究方法 252 

14.2.1 实验材料 252 

14.2.2 分散剂在CNT上的吸附和CNT的分散 253 

14.2.3 分散态CNT对BPA的吸附 254 

14.2.4 TA、SDBS、GA、BPA和分散态CNT的测定 254 

14.2.5 数据分析 254 

14.3 分散剂在纳米碳管上的吸附 254 

14.4 纳米碳管在不同分散剂中的分散 256 

14.5 分散态纳米碳管上双酚A的吸附 260 

14.6 结论与展望 265 

参考文献 265 

第15章 天然有机-无机复合体对有机污染物的吸附特征 267 

15.1 引言 267 

15.2 研究方法 268 

15.2.1 实验材料 268 

15.2.2 腐殖酸-矿物复合体的制备 268 

15.2.3 吸附质特征 270 

15.2.4 批量吸附实验 270 

15.2.5 吸附模型和数据分析 271 

15.3 天然有机-无机复合体的性质表征 273 

15.3.1 HA-纳米Fe2O3复合体表征 273 

15.3.2 HA在纳米Fe2O3上的分级吸附 275 

15.4 菲、双酚A、磺胺甲 唑在胡敏酸